1 Општи својства на биосферата

Биосферата е четвртата обвивка на Земјата, која ги содржи сите живи организми и оној дел од супстанцијата на планетата што е во континуирана размена со овие организми. Биосферата е област на постоење на живи организми на Земјата. Првите идеи за биосферата како зона на живот му припаѓале на францускиот натуралист Ј.Б. Ламарк. Буквално, биосферата е сфера на животот, бидејќи „биос“ е живот, а „сфаира“ е топка, сфера. Овој термин првпат го воведе австрискиот геолог Едуард Сус во 1875 година.

Современите идеи за биосферата беа формулирани од украинскиот научник В.И. Вернадски, најпрвин во одделни написи, а потоа и на предавања одржани на Универзитетот Карло (Прага) и на Сорбона (Париз). Принципите што ги разви Вернадски беа сумирани во книгата „Биосфера“, објавена во 1926 година.

Суштината на учењето на Вернадски лежи во препознавањето на исклучителната улога на живата материја, трансформирајќи го изгледот на планетата. Вернадски ја сметаше површината на Земјата како еден вид школка, чиј развој во голема мера е определен од активноста на живите организми. Вернадски докажа дека живите организми имаат одлучувачко влијание врз сите геолошки процеси кои го обликуваат изгледот на Земјата. Виталната активност на живите организми го одредува хемискиот состав на атмосферата, концентрацијата на соли во хидросферата, формирањето на почви и други процеси. Живите организми не само што се прилагодуваат на самите услови на животната средина, туку и активно ги менуваат. Живите организми се тие што ја доловуваат и трансформираат зрачната енергија на Сонцето и создаваат бескрајна разновидност на нашиот свет.

Најзначајната карактеристика на биосферата е биогената миграција на атоми на хемиски елементи, предизвикана од зрачната енергија на Сонцето и манифестирана во процесот на метаболизмот, растот и репродукцијата на организмите. (Со други зборови, можеме да кажеме дека живата материја ја претвора енергијата на сончевите зраци во потенцијал, а потоа во кинетичка енергија на биохемиските процеси.) Биогената миграција на атомите во биосферата се заснова на 2 биохемиски принципи: желбата за максимум манифестација („сеприсутност“) на животот (способноста на живите материи брзо да развиваат слободен простор) и да обезбедат опстанок на организмите, што обезбедува самата биогена миграција.

Друг главен аспект на учењето на Вернадски е идејата што ја развил за организацијата на биосферата, која се манифестира во координираната интеракција на живата и неживата материја, во меѓусебната приспособливост на организмите и животната средина.

Биосферата го опфаќа долниот дел од атмосферата (до озонската обвивка - на надморска височина од 20-25 km), целата хидросфера и горниот дел од литосферата, односно областа каде што постојат животи и живи организми. Во моментов, општо прифатено е дека горната граница на биосферата се наоѓа на надморска височина од приближно 85 km над површината на Земјата, бидејќи токму на оваа височина (во стратосферата) се наоѓаат спори на микроорганизми во латентна (скриена, спиење) состојба. Долната граница на биосферата се наоѓа во длабочините на литосферата, каде што температурата достигнува 100 0 C и се наоѓа на длабочина од 1,5-2 km и 7-8 km (во зависност од видот на карпата). Неодамнешните докази сугерираат дека некои бактерии можат да постојат на температури од апсолутна нула до +180 0 C, во вакуум, во нуклеарни реактори.

Вкупната маса на живата материја во биосферата е 2,42 трилиони тони (2,42∙10 12 тони; масата на биосферата 10 19 тони), што е 2 илјади пати помалку од масата на најлесната обвивка на Земјата - атмосферата (5,15 * 10 15 тони), 10 милиони пати помалку од масата на земјината кора, милијарда пати помалку од масата на Земјата (6 * 10 21 тони). Растителна биомаса (фитомаса) е 2,4 * 10 12 тони, биомасата на животните и микроорганизмите (зоомаса и бактериомаса) е 0,02 * 10 12 тони (во однос на сува материја). Во исто време, диференцијацијата на видовите на животните е 5 пати поголема од диференцијацијата на видовите на растенијата (1,5-1,7 милиони животински видови и 300 илјади (според Бељавски) -500 илјади (според Кучерјавој) растенија).

Карактеристична карактеристика на живата материја во споредба со неживата материја е нејзината многу висока активност, високата стапка на реакција (стотици до илјадници пати поголема од онаа на неживата материја), на пример, многу брз метаболизам. Целата жива материја во биосферата се обновува во просек на секои 8 години. Биомасата на Светскиот океан се обновува за 33 дена, а нејзината фитомаса дневно, фитомасата на копното - за околу 14 години поради подолгиот животен век на копнените растенија. Гасениците на некои инсекти обработуваат храна 100-200 пати поголема од нивната тежина дневно; дождовните црви го минуваат низ нивните тела целиот слој почва од 1 метар на Земјата за 200 години.

Живите организми се карактеризираат не само со пасивно движење (под влијание на гравитацијата), туку и со активно движење (против протокот на вода, движењето на воздушните маси).

Благодарение на живите организми, биосферата ги извршува следниве функции:

енергија (акумулација и трансформација на енергија);

гас (способност за промена и одржување на гасниот состав на живеалиштето);

редокс (интензивирање на овие процеси во вселената под влијание на живата материја);

концентрација (способност да се соберат атоми на хемиски елементи расфрлани во просторот во нечие тело);

деструктивен (распаѓање и на органски остатоци и на инертна материја);

транспорт (пренос на материја и енергија како резултат на активно движење на организмите);

формирање на животната средина (промена на физичките и хемиските параметри на животната средина);

информативни (акумулација, консолидација во наследни структури, пренос на информации) итн.

За прв пат, В.И. даде оценка за супстанцијата на биосферата. Вернадски. Тој ги сметал следните видови материја (вкупно 7) за главни компоненти на биосферата:

а) жива материја (растенија, животни, микроорганизми);

б) биогена супстанција - органски и органоминерални производи создадени од живите организми во текот на геолошката историја (јаглен, нафтени шкрилци, тресет, нафта, гасови од биосферата - кислород, јаглерод диоксид, вода, амонијак, водород сулфид и други), кои се извор на исклучително моќна потенцијална енергија;

в) инертна супстанција (гравитирачка кон трајна, неподвижна) - карпи од неорганско потекло (т.е. настанати од процеси во кои не учествувала живата материја) и вода; оваа супстанца е супстрат или средина за живеење на живите организми;

г) бионертна супстанција - резултат на интеракцијата на живи и неживи материи (седиментни карпи, почви, тиња - подводни почви, природни води) и тие претставуваат значителна биогеохемиска енергија во биосферата; односот на жива и нежива материја во бионертната материја варира; на пример, почвата се состои во просек од 93% минерална и 7% органска материја.

Покрај наведените видови супстанции, постојат и супстанции во радиоактивно распаѓање (полониум, радиум, радон, ураниум, нептун, плутониум итн.), супстанции од расеани атоми (рубидиум, цезиум, ниобиум, тантал од соединенија на големи длабочини во земјината кора, јод и бром реагираат само на површината на Земјата) и супстанца од космичко потекло.

2 Состав и функционирање на биосферата

Главната компонента на биосферата е живата материја, која се однесува на сите живи организми. Организам е живо суштество на одредено ниво на биолошка организација (ген-клетка-орган-организам-популација-заедница). Организмите се разликуваат од неживата природа по одреден сет на својства: клеточна организација (освен вируси и фаги, предклеточни организми); метаболизам (метаболизам), со помош на кој се одржува хомеостазата на телото (самообновување, постојаност на внатрешната средина итн.); движење, раздразливост, раст, развој, репродукција, адаптација итн.

Живата материја на биосферата се состои од организми од 3 главни типа:

производители или автотрофи се организми кои за своето постоење користат неоргански извори, т.е. создаваат органска материја со рециклирање на сончевата енергија, вода, јаглерод диоксид и минерални соли; Овој тип вклучува зелени растенија на копно и водни средини, сино-зелени алги и некои хемосинтетички бактерии;

разградувачи или деструктори (тие се и хетеротрофи, бидејќи не создаваат органска материја, туку консумираат готови) - организми кои ги разложуваат органските производи на мртвите организми (и производителите и потрошувачите) на едноставни соединенија - вода, јаглерод диоксид, азот. диоксид, минерални соли (т.е. претворање на органската материја во неорганска материја); тоа се бактерии, пониски габи; бројот на видови во оваа група е најмал - има 75 илјади видови со вкупна тежина од 1,8 * 10 8 тони.

Главниот движечки фактор во развојот на процесите во биосферата е биохемиската енергија на живата материја. Да ја разгледаме општата шема на биолошкиот циклус на материјата во биосферата.

Шема на пренос на материја и енергија во природните екосистеми

Супстанција SUN

енергија

ПРОИЗВОДИТЕЛИ ПОТРОШУВАЧИ ПОТРОШУВАЧИ

1 ред 2 ред

РЕДУЦЕНТИРА

ХЕМИСКИ СУПСТАНЦИИ

Производителите (растенија) произведуваат органска материја преку фотосинтеза, трошејќи јаглерод диоксид, вода и енергија

6CO 2 + 6H 2 O  C 6 H 12 O 6 + 6O 2;

хемопроизводителите ја користат енергијата на хемиските реакции (на пример, производителите на сулфур - виолетовите бактерии ги добиваат потребните материи не од вода, туку од водород сулфид и произведуваат органска материја; има и нитратни, нитритни бактерии);

Потрошувачите од прв ред (тревопасни животни) ја консумираат органската маса на растенијата; потрошувачите од втор ред (месојади), 3 (месојадни растенија, печурки) јадат други потрошувачи;

разградувачите добиваат енергија со трошење на органската материја на производителите и потрошувачите, разградувајќи ги мртвите тела на растенијата и животните на едноставни хемикалии (CO 2 , H 2 O, минерали), затворајќи го циклусот на супстанции во биосферата.

Општо земено, биосферата е многу слична на џиновски суперорганизам, во кој автоматски се одржува динамичната постојаност на физичко-хемиските и биолошките својства на внатрешната средина и основните функции. Така, биосферата е систем на интеракции на организми и неживи компоненти на природата, а не само нивна севкупност.

Според современиот поглед, биосферата е глобален екосистем, отворен систем со свој „влез“ и „излез“. „Влез“ е поток на сончева енергија што доаѓа од вселената. „Излез“ се супстанции создадени за време на животот на организмите кои од различни причини „испаднале“ од биолошкиот циклус. Ова е таканаречениот „излез во геологијата“ - нафта, јаглен, седиментни карпи итн.

При проучување на интеракцијата на организмите едни со други и со животната средина, се користи концептот на „екосистем“. Екосистемот е збир на различни видови на организми кои живеат заедно и условите на нивното постоење, кои се во природна врска едни со други. Терминот беше предложен од англиски. научник А. Тансли (1935). Постојат 4 нивоа на екосистеми:

микроекосистеми (гнило стебло на дрво; перница од лишаи: алги, габи, мали членконоги);

мезоекосистеми (шума, езерце, степски, езеро, итн.);

макроекосистеми (континент, океан);

глобален екосистем (земјината биосфера).

Синоним за концептот „екосистем“ е терминот „биогеоценоза“, предложен од советскиот еколог Сукачев (Влад. Ник.). Според дефиницијата, биогеоценозата е област на површината на земјата со релативно хомогена вегетација, фауна, климатски и почвени услови, кои заедно претставуваат компоненти на еден организам, меѓусебно поврзани со метаболизмот и енергијата. Концептот на биогеоценоза одговара на мезоекосистем.

Односите на живите суштества едни со други и со неживата материја се многу сложени. Бројот на можни врски помеѓу членовите на екосистемот се одредува со формулата:

A= --------------

каде A е бројот на врски, N е бројот на видови во екосистемот. На пример, N = 1 илјада, A = 1000 * 999/2  500 илјади. Меѓу овие бројни врски има исклучително важни, незаменливи. (Мешањето на луѓето во врските на биосферата, за чие значење имаат груба претстава, често доведува до непожелни последици. На пример, во 30-тите години во Норвешка решиле да ги уништат птиците грабливки (снежни бувови, јастреби), со што се намалил бројот на поларната еребица; на ловците им беа дадени бонуси, бенефиции за уништување на птици грабливки; избувна епидемија меѓу еребиците, која речиси целосно го уништи овој вид; во овој случај, бувовите и јастребите ја играа улогата на нарачатели.)

Најважните врски се храна, енергија.

Покрај енергијата, храната и хемиските врски, тие играат голема улога во биосферата. информативникомуникации. Живите суштества на Земјата совладале различни видови информации: визуелни, звучни, хемиски, електромагнетни.

За жал, системот на врски во биосферата досега беше дешифриран во општи рамки. Од гледна точка на кибернетиката, биосферата е гигантски систем, кој, како и неговите составни делови - биогеоценози, е опишан како „црна кутија“. Процесите што се случуваат во него се кодирани од природата. Слободно може да се каже дека екосистемот во неговите главни карактеристики е саморегулирачки, самоорганизирани(види погоре - организацијата на биосферата е една од нејзините најважни карактеристики, според Вернадски). Еколозите ја објаснуваат самоорганизацијата на системот со информации кои го деградираат екосистемот. Тој е содржан во живите организми, во нивниот генетски код и способност да се прилагодат на променливите услови на животната средина.

Горе споменатите карактеристики на биосферата (способност за максимална манифестација на живот, висока активност на живата материја, способност за саморегулација итн.) ја прават одржливсистем. Сумирајќи ги резултатите од истражувањата во областа на геологијата, палеонтологијата, биологијата и другите природни науки, Вернадски заклучува дека „биосферата е стабилен динамичен систем, рамнотежата во која е воспоставена во нејзините главни карактеристики уште од археозоикот и е непроменливо активна. за 1,5-2 милијарди години“. Вернадски докажал дека стабилноста на биосферата во ова време се манифестирала во постојаноста на нејзината вкупна маса (10 19 тони), масата на живата материја, енергијата поврзана со живата материја (4,21 * 10 18 kJ), како и во постојаноста на просечниот хемиски состав на супстанциите на живата материја.

Вернадски ја поврзува стабилноста на биосферата со нејзината разновидност. Сите функции на живите организми во биосферата (формирање на гасови, процеси на оксидација и редукција, концентрација на хемиски елементи итн.) не можат да ги вршат организми од кој било вид, туку само нивниот комплекс. Ова подразбира исклучително важна точка развиена од Вернадски: биосферата на Земјата беше формирана од самиот почеток како сложен систем со голем број видови организми, од кои секоја играше своја улога во целокупниот систем. Без ова, биосферата воопшто не би можела да постои, односно стабилноста на нејзиното постоење веднаш била утврдена од нејзината сложеност.

Во согласност со законот Winner-Shannon-Ashby за неопходна различност, кој се смета за основен кибернетски закон, системот има отпор да ги блокира надворешните и внатрешните влијанија само кога има доволно внатрешна разновидност. Така, разновидност(видова разновидност на живи организми, разновидност на природни зони, климатски услови на постоење, разновидност на живеалишта и сл.) е уште една важна карактеристика на биосферата. Врз основа на концептите на екосистемот, разновидноста на видовите не е само аритметичка вредност под која живиот свет не треба да падне. Ова е вистинската потреба на секој вид што постои на планетата во трофичните синџири на биогеоценози и биосферата како целина. Разновидноста на видовите мора да се зачува за нормално функционирање на биосферата.

3 Потекло и еволуција на биосферата

Првите научни теории за потеклото на живите организми на Земјата беа теориите на А. Опарин и Ј. Халдан. (Опарин, руски биохемичар, изнесе хипотеза во 1923 година за можноста за појава на органски соединенија без учество на жива материја.) Според овие теории, во зората на геолошката историја, се случила абиогена синтеза, т.е. првите земни океани, заситени со различни едноставни хемиски соединенија, под влијание на топлината на вулканите, ударите на гром и други фактори на животната средина, започнаа синтеза на посложени органски материи и биополимери. Сложените молекули на амино киселини беа случајно комбинирани во полипептиди, кои за возврат ги доведоа до појава на првите живи суштества со микроскопска големина.

Оваа хипотеза има еден значаен недостаток. Не постои ниту еден факт што би ја потврдил можноста за абиогена синтеза на Земјата на барем некои едноставни живи организми од неживи соединенија. Илјадници експерименти на такви синтези се направени во многу лаборатории ширум светот. Американецот С. Милер (1953), врз основа на можниот состав на примарната атмосфера на Земјата (азот, амонијак, водород, вода, метан), во посебен уред поминал електрично празнење низ мешавина на гасови. Успеал да добие молекули на некои амино киселини (основата на протеинот). Овие експерименти беа повторени многу пати, а некои научници успеаја да добијат прилично долги синџири на едноставни протеини. Тоа е се! Никој немал среќа да добие ниту еден од наједноставните живи организми. Дури и ако користите сложена опрема и одредени услови, што всушност не се случило на Земјата.

Неодамна, математичарите пресметаа дека веројатноста за појава на жив организам од неживи блокови е практично нула. Л. Блуменфелд докажал дека веројатноста за случајно формирање на барем една молекула на ДНК (деоксирибонуклеинска киселина) за време на целото постоење на Земјата е 10 -800.

Теориите за абиогена синтеза и геолошките податоци се контрадикторни. Колку и да навлегуваме во длабочините на геолошката историја, на Земјата не се пронајдени траги од период кога на неа не постоел живот. Палеонтолозите пронајдоа фосилни остатоци од прилично сложено организирани суштества - бактерии, сино-зелени алги, едноставни габи во карпите стари 3,8 милијарди години (формирањето на Земјата било пред 4-4,5 милијарди години).

Сепак, теориите за абиогена синтеза се широко распространети и популарни во денешно време. Овие теории се засноваат на некои општи принципи: 1) акумулација во океанот на органски супстанции синтетизирани абиогенски; 2) во зоните на концентрација на органски материи, се појавија молекули способни за само-копирање (репликација); 3) врз основа на репликатори, беа формирани механизми за синтеза на матрикс (вклучувајќи ја и биосинтезата на протеини) и генетски код, со што се обезбеди појава на клетки од жива материја.

Религијата го гледа појавувањето на животот на Земјата како чин на создавање од Бога.

Некои научници, вклучувајќи го и Вернадски, веруваат дека живите организми биле донесени на Земјата од вселената со метеорити или вселенски цивилизации.

Вернадски беше сигурен дека животот е геолошки вечен, односно немаше ера во геолошката историја кога нашата планета беше нежива. Тој исто така верувал дека животот е истата вечна основа на Космосот како што се материјата и енергијата. Врз основа на идејата за биосферата како земен, но во исто време и космички механизам, Вернадски го поврза неговото формирање и еволуција со организацијата на космосот. „Ни станува јасно дека животот е космички феномен, а не чисто земен. „... Немаше почеток на животот во Космосот што го набљудуваме, бидејќи немаше почеток на овој Космос. Животот е вечен, исто како што и Космосот е вечен“. (Ова се потврдува со способноста на организмите да перцепираат информации од вселената, чувствителноста на организмите на дејството на електромагнетните полиња итн.)

Сите еволутивни теории, почнувајќи од Чарлс Дарвин, се засноваат на позицијата дека развојот продолжува од едноставно до сложено и дека генетските информации се контролирани од околината преку природна селекција на најсилните поединци. Меѓутоа, тука воопшто не се зема предвид дека токму наједноставните суштества - прокариотите - најдобро се приспособуваат на различни земни услови. Тие постоеле на Земјата без забележителни промени во нивната структура 3 милијарди години и во текот на целото свое постоење толку значително ја промениле животната средина и биосферата како целина што со доаѓањето на нови, сложено организирани организми биле принудени да исчезнат во втор план. Тие моментално напредуваат на места каде што ништо друго не може да постои: во концентрирани солени води на некои езера, хидротермални отвори со висока температура, дури и во нуклеарни реактори. Така, постои еволутивен ќорсокак.

Креаторот на теоријата за природна селекција, самиот Дарвин, не можеше да го објасни феноменот кога, во процесот на еволуција, не најпрогресивните форми често имаат предности. Според Дарвин, особина е фиксирана во следните генерации, ако благодарение на неа, организмот подобро се приспособува на условите за живот. Самата природна средина врши селекција - затоа се нарекува природна. Подобро прилагодената индивидуа има поголеми шанси да преживее и да произведе потомство. Животот покажува многу исклучоци од ова правило, дури и во еволуцијата на самиот човек. Поинтелектуално развиен, искусен, образован човек треба подобро да се прилагоди на животот, бидејќи знае подобро да се движи во одредени околности, но статистичките податоци покажуваат дека токму луѓето од професиите бараат поголема интелигенција имаат помалку потомци.

Во Потеклото на видовите, Дарвин напишал дека секој сложен орган настанал како резултат на бројни последователни мали промени. Меѓутоа, сега се откриени илјадници такви органи кои не се во согласност со ова правило, односно не постои аналог на органот кај други видови, на пример, жлездата што лачи отров кај змијата или „кондензаторот“ во јагула која предизвикува електричен удар.

Дарвин верувал дека на секој вид мора да му претходи речиси идентичен родител. Сепак, наодите на геолозите потврдуваат дека сите видови се заменувале едни со други неочекувано нагло, речиси непроменети за време на нивното постоење, а исто така неочекувано исчезнале.

Ако еволуцијата навистина настанала преку постепена промена на одредени особини на видовите со нивна последователна консолидација, тогаш меѓу фосилните остатоци на организмите требало да има голем број на меѓуоблици, но во одреден слој карпи наоѓаме остатоци од само една видови, а во соседниот слој - од различен тип. Ова не може да се објасни со нецелосна палеонтолошка слика - зошто исчезнаа меѓуоблиците на организмите?

Да ги разгледаме главните фази на еволуцијата на биосферата.

Првите живи организми на Земјата биле прокаритите (пред ~ 3 милијарди години) - наједноставните организми чии клетки немаат јадро: бактерии, сино-зелени алги; тие настанале во хидросферата). Прокариотите биле анаероби, т.е. постоел во средина без кислород (живеел длабоко во морињата). Тие ги добивале супстанциите и енергијата неопходни за живот, главно користејќи ги органските материи од „исконската супа“. Но, во исто време или малку подоцна, некои организми би можеле да ја добијат потребната енергија преку хемиски реакции (во процес на хемосинтеза) или (подоцна) како резултат на апсорпција и конверзија на сончевата енергија (во процес на фотосинтеза). Првите хемосинтетички организми оксидирале сулфур во водород сулфид до молекуларен сулфур или железо (+2) во железо (+3). Првите фотосинтетички бактерии се цијанобактериите (сино-зелени алги). Тие создадоа молекули на едноставни шеќери од јаглерод диоксид и вода со помош на сончева светлина, ослободувајќи кислород. Кислородот се акумулирал во атмосферата, постепено ги заменувал метанот и амонијакот. Во океанот се појавија аеробни организми кои користеа кислород за оксидација на гликоза (за распаѓање на кислородот на едноставни шеќери). Живата материја го населувала целиот хидросулфур, вклучувајќи ги и површинските слоеви на океанот и неговите плитки води. Прокариотите имале огромно влијание врз составот на атмосферата, хидросферата и литосферата (зголемување на содржината на кислород во атмосферата, забрзување на процесите на уништување карпи, формирање на почва итн.).

По прокариотите, на Земјата се појавија еукариоти - организми чии клетки содржат јадро (~ 1,5-2 милијарди години). Отпрвин тие беа едноклеточни, а потоа се појавија повеќеклеточни организми (пред ~ 700 милиони години). Се верува дека пред околу 600 милиони години, во биосферата започнал најважниот еволутивен процес - населувањето на континентите од живи организми. Првите од нив беа пониски автотрофни растенија. Пред околу 500 милиони години се појавија васкуларни растенија и инсекти. Гимноспермите се појавија пред околу 350 милиони години, а цветните (ангиосперми) растенија и цицачи се појавија на крајот на периодот Јура - пред околу 100 милиони години (во мезозојската ера). Во кенозојската ера: пред ~ 50 милиони години се појавија житарици, пред ~ 20 милиони години разновидноста на видовите на цицачите се зголеми, содржината на кислород во атмосферата стана блиска до модерните времиња.

Така, биосферата е формирана во раните фази на развојот на животот на Земјата, и тоа многу брзо и во прилично сложена форма. К. Циолковски верувал дека на Земјата во исто време се појавиле бројни видови едноставни организми. Вернадски исто така ја нагласи истата идеја.

Што ја предизвикува варијабилноста на живите суштества воопшто? Која е движечката сила на еволуцијата? Откривањето на генетскиот код не донесе поблиску до решавање на оваа мистерија. Се испостави дека двојната спирала на ДНК ги шифрира сите информации за организмот и според оваа програма се случува неговиот индивидуален развој. (Структурата на геномот* (*геномот е збир на гени содржани во еден сет на хромозоми на даден организам) на високо организираните организми е многу сложена - има 3 милиони нуклеотидни парови во човечката ДНК** (**нуклеотид е сложено соединение, составен дел на нуклеинските киселини, високомолекуларните органски соединенија и други биолошки активни соединенија).) Следствено, варијабилноста на организмите, појавата на нови видови во процесот на еволуција, се поврзани со промена на записи во генетскиот код. Докажано е дека генетските информации се нарушуваат под влијание на мутагени фактори - зрачење, активни хемикалии како пестициди, температура итн. Животната средина се повеќе е загадена од овие фактори поради човечките технолошки активности. Се поставува прашањето: дали се подготвуваме за „генетска“ катастрофа?

Врз основа на достигнувањата на генетиката, може да се претпостави дека еволуцијата на органскиот свет се јавува поради појавата на мутации, односно случајни отстапувања во генетскиот запис под влијание на мутагени фактори на животната средина. Доколку новите својства се корисни за организмот, тие се фиксираат со природна селекција.

Но: резултатите од генетските истражувања покажуваат дека повеќето мутации се штетни за телото. Поединците кои се родени по мутагеното влијание на зрачењето или хемикалиите се неплодни и неодржливи. Исто така, познато е дека новите видови вештачки одгледани преку хибридизација имаат тенденција да се „поделат“ на нивните претходници со текот на времето (хибрид од волк и куче се дели на волк и куче по неколку генерации). Ова укажува дека телото се спротивставува на акумулацијата на грешки (мутации) во генетскиот код - вклучувајќи го и механизмот за поправка на кодот. Следува заклучокот: појавата на нов вид на организми поради мутации е малку веројатна.

Ако ја споредите структурата на клетка во човечкото тело и клетка на едноставно животно (на пример, цилијат), не можете да најдете никакви фундаментални разлики. Меѓутоа, секоја од клетките на високо организираните суштества, покрај своите нормални функции (дишење, метаболизам), врши и одредени посебни функции поврзани со животот на организмот. Во изолирана состојба, клетка на високо организиран организам не може да живее; таа функционира само во соработка и соработка со други клетки.

Програмата за функционирање на клетката е напишана од самиот почеток во нејзината хромозомска структура, содржана во гените.

Проучувањето на еволуцијата на биосферата ни овозможува да заклучиме дека секое живо суштество се раѓа, се развива и ја исполнува својата животна програма како составен дел на огромен суперорганизам - биосферата. Тој, пак, е производ на космичкиот суперорганизам - Галаксијата. И сите галаксии се, како да се, клетки на супер-суперорганизам - Космос.

К. Циолковски ги сумираше своите размислувања за нас и нашето место во Космосот: „Сè е создадено од Универзумот. Таа е почеток на сите работи, се зависи од неа. Човекот и неговата волја се само манифестација на волјата на Универзумот... ниту еден атом од Универзумот не бега од чувството на повисок интелигентен живот. Можно е прашањето „Што го роди универзумот? Воопшто не можете да се обложувате“. Циолковски веруваше дека може само да се погоди за причината за Космосот.

Ние знаеме само во општи термини како се спроведува програмата за еволуција на биосферата. Конкретно, беше утврдено дека генерално, процесот на еволуција може да се смета како зголемување на обемот на генетските информации. На пример, количината на информации кај цицачите е 100 илјади пати поголема отколку кај бактериите. Покрај тоа, не само големината на генетскиот синџир, туку и неговата структура се од големо значење. Еволуцијата на биосферата, исто така, покажува дека со какво било влијание врз биосферата (природно или антропогено), нејзината хомеостаза се обезбедува со зачувување на биолошката разновидност.

Можеме да наведеме уште една карактеристика на еволуцијата на биосферата - нејзиното растечко темпо. Значи, ако условно ја земеме староста на Земјата (4,5 милијарди години) како еден ден (24 часа), тогаш во такви единици животот на Земјата постои приближно 20 часа, првите живи организми излегле од морето на копно 6 часа Пред 35 минути, цицачите постојат 3 часа и 46 минути, човекот - последните 10 секунди. А најголемите промени во составот и карактеристиките на биосферата се случија токму во овие 10 секунди.

4 Човечка еволуција. Ноосфера

Појавувањето на Земјата на разумот, чиј носител е човекот, радикално го смени текот на еволуцијата на биосферата. Според некои научници, меѓу кои и познатиот биолог и писател на научна фантастика И. Ефремов, само човек во земни услови може да стане носител на разумот. (Писатели на научна фантастика: Симак - интелигентни цвеќиња, Стругатски - кучиња, Лем - размислувачки океан од протоплазма. Американскиот биолог Билински верува дека под одредени услови на Земјата може да се појават интелигентни влекачи и октоподи.) За ова, човекот има се што е потребно: моќни сетилни органи и, пред сè, визија, кои можат да покријат голем простор и прецизно да снимаат предмети; развиени екстремитети способни за извршување на работа; Формата на личноста, неговите карактеристики како животно што размислува не се случајни, тие најмногу одговараат на организам кој има огромен мисловувачки мозок. Што значи „огромен мозок“? Повеќето антрополози денес веруваат дека постои одредено минимално ниво на мозокот под кое неговиот сопственик не може да стане интелигентен. Ова е 700-750 cm 3. Меѓутоа, од друга страна, масата на мозокот не е единствениот услов за животното да стане интелигентно. Уште поважна е неговата структура, особено внатрешната структура на церебралниот кортекс.

Кај современите луѓе, волуменот на мозокот се движи од 1200-2000 cm3. Научниците открија дека потенцијалните способности на човечкиот мозок ги надминуваат физиолошките потреби за многу реда на големина. Развојот на мозокот на првите хомоноиди се случи многу побрзо од потребните промени во животната средина. Човечкиот мозок го достигна своето модерно ниво на сложеност долго пред да се појават културата и цивилизацијата. Според некои проценки, современиот човечки мозок е навикнат на не повеќе од 2-3% од својот потенцијал. Се чини дека човечката еволуција однапред ги предвидела идните потреби на човекот и му дала таков „компјутер“, чии главни јазли се блокирани и ќе се користат некој ден подоцна.

Од генетска гледна точка, најблиските роднини на луѓето во животинското царство се мајмуните. Структурата на молекулите на ДНК на луѓето и шимпанзата се разликува само за 2%. Според генетичарите, луѓето се одвоиле од големите мајмуни пред околу 5 милиони години. Но, претходниците на луѓето - Австралопитекус, а потоа неандерталците и Синантропот - не се наши предци. Научниците сега веруваат дека еволуцијата на современите луѓе започна многу поблиску до сегашното време отколку што се мислеше. Пред околу 200 илјади години, од која причина сè уште не е познато, во јужна Африка се појави мала група луѓе од современиот тип (кромањони), чии потомци 100 илјади години подоцна ја населиле Африка, а потоа се населиле низ целиот свет (преку Суецкиот истм, достигнувајќи ја Евроазија). Тие се разликувале од неандерталците по високиот раст, виткото тело, високото чело, но помалата физичка сила. Неандерталците некое време живееле покрај хомосапиенс, но не можеле да ја издржат конкуренцијата со интелигентни суштества. Со текот на времето, неандерталците не се развивале, туку се деградирале, бидејќи подоцна неандерталците стојат подалеку од современите луѓе отколку претходните. Ова е слепа гранка (исто како синантропите и другите форми на антички хомоноиди).

Домот на предците на човекот е основан врз основа на проучување на ДНК на различни расни групи. Поголемиот дел од ДНК е концентриран во јадрата на клетките. Во секоја генерација, нуклеарната ДНК се менува како што се мешаат линиите на предците на таткото и мајката. Но, клетките содржат ДНК од метахондриите (специјални формации кои ја обезбедуваат клетката со енергија). Метахондриската ДНК се наследува само преку мајчината линија, т.е. оваа ДНК може да се менува само преку случајни мутации. Американските биолози, врз основа на анализа на ДНК на метахондриите, утврдија дека сите модерни луѓе од различни региони имаат ист предок, а покрај тоа, „генетскиот“ часовник паднал во рацете на специјалисти - поради мутации, ДНК ја менува својата структура за 3% во текот на 1 милион години. Така, откриено е дека најстарата ДНК е кај африканските жени (200 илјади години), најмладата е кај азијките (100 илјади години), а најмладата е кај жените од Европа (50 илјади години). Следствено, човечката миграција отиде од Африка во Азија, а потоа во Европа; Расните разлики меѓу луѓето се појавија релативно неодамна.

Човечката еволуција е невообичаена. За разлика од сите други организми, луѓето користат оган, алатки, домување, облека и други средства и техники за да создадат своја стабилна средина. Човек не треба да ја менува својата организација под влијание на промените во околината. Затоа, нејзината физичка еволуција практично престана. Додека ја зачувува својата внатрешна средина, човекот продолжува да ја менува околината во сè поголем обем. Имајќи ги предвид потенцијалните способности на човечкиот мозок, може да се замислат способностите на една личност за само-подобрување и интелектуален развој.

Човекот е нов фактор во биосферата на Земјата. Човекот не само што влијае на околината, туку и со голема брзина ја менува структурата на самите темели на биосферата. Во овој поглед, се јавува концептот на ноосферата. Концептот на „ноосферата“ се појави во врска со проценката на улогата на човекот во еволуцијата на биосферата.

Концептот „ноосфера“ е поврзан со појавата на човекот во биосферата и неговата еволуција.

Терминот ноосфера за прв пат беше предложен во 30-тите години од француските филозофи и природни научници (Teilhard de Chardin, Le Roy). Буквално, терминот значи „сфера на умот“ (noos – ум).

Ноосферата е највисоката фаза на развој на биосферата, поврзана со појавата и воспоставувањето на цивилизирано општество во неа, со периодот кога интелигентната човечка активност станува главен одлучувачки фактор на развојот. Научната мисла и човековата активност ја променија структурата на биосферата, предизвикувајќи физички и хемиски промени во сите нејзини обвивки (атмосфера, литосфера, хидросфера).

Концептот на „ноосферата“ беше исполнет со значење и развиен од Вернадски, особено во 1944 година, во написот „Неколку зборови за ноосферата“, објавена пред неговата смрт, научникот ги дава своите размислувања за понатамошниот развој на биосферата. и нејзината транзиција кон нов квалитет - ноосферата. Вернадски ја истакна посебната улога на живата материја во планетарните процеси, во создавањето и развојот на биосферата. Помеѓу сите живи суштества, тој го издвоил човекот како моќна геолошка сила способна да влијае на текот на различни процеси во животната средина на Земјата и просторот близу Земјата покриен со неговото влијание. Едно лице е способно да ја обнови оваа средина според неговите идеи и потреби (благодарение на човечкиот труд и интелигенција).

Навистина, во текот на изминатите 500 години, човештвото совлада нови форми на енергија - пареа, електрична, нуклеарна; научил да ги користи речиси сите хемиски елементи. Човекот навлезе длабоко во земјата и се издигна десетици километри над нејзината површина, отиде во вселената и изгради вселенски станици.

Човештвото ја совлада целата биосфера и стекна многу поголема независност од околината отколку другите организми. Според Вернадски, ноосферата е околината што ги опкружува луѓето, во која природните процеси на метаболизмот и енергијата се контролирани од општеството. Човекот, според Вернадски, е дел од биосферата, неговата специфична функција. Во исто време, човечкото влијание врз природата е остро различно по природа од другите форми на жива материја. Бидејќи некои промени во биосферата што настанале под влијание на човековата активност се непожелни за луѓето, Вернадски верува дека тие треба да вложат одредени напори, на пример, да спасат некои видови растенија и животни. Покрај тоа, само она што е корисно и корисно за луѓето треба да се зачува во биосферата. Општо земено, околината е туѓа за човекот и неговата култура и врши притисок врз човекот. Биосферата се смета за градежен материјал за создавање на ноосферата. Човечкиот ум во иднина ќе биде главната водечка сила во развојот на ноосферата.

Пристапот на Вернадски кон овој проблем во суштина е рационалистички. Ноосферата според Вернадски е всушност синоним за техносферата што се создава на Земјата денес. Сега во ноосферата има: техносфера - збир на вештачки објекти создадени од антропогена активност, и природни објекти променети со оваа активност; антропосфера - севкупност на луѓето како организми; социосфера - сфера на општествено производствена активност, општествени односи.

Вернадски верувал дека човекот со помош на разумот може да ги контролира процесите во биосферата. „Во одредена фаза од неговиот развој, едно лице е принудено да ја преземе одговорноста за понатамошната еволуција на планетата, во спротивно нема да има иднина“. Навистина, човекот постигна големи достигнувања: отиде во вселената, ги совлада тајните на термонуклеарната енергија и научи да клонира животни. Сепак, 50 години по објавувањето на делата на Вернадски, се покажа дека развојот на техносферата придонесува за уништување на биосферата, особено нејзините главни области од витално значење за човековото постоење. И сега е очигледно дека еволуцијата на човечкото општество не треба да биде насочена кон освојување на природната средина, туку кон нејзино усогласување. (Гирусов: нарушувањето на развојот на човековата активност не треба да оди против, туку во дует со организацијата на биосферата, бидејќи човештвото, формирањето на ноосферата, е поврзано со сите свои корени во биосферата.)

Според современите идеи, ноосферата е сфера на хармонична интеракција помеѓу природата и општеството. Ова е идеална иднина. Одредувачки фактор во функционирањето на ноосферата не е спонтан природен развој, туку висока човечка интелигенција, разум и мудрост. Основата на ноосферскиот процес треба да биде транзицијата на човештвото кон социјална автотрофија (обезбедување енергетски ресурси и суровини засновани на интегритетот на општественото производство и биотехнологијата - повеќекратна повторна употреба на природни и синтетизирани супстанции и материјали). За да се премине во ноосферата, неопходно е да се надмине конфликтот помеѓу цикличната и не-отпадната природа на биогените процеси на метаболизмот и енергијата. Неопходно е да се надмине консумеристичкиот пристап кон природата, конзерватизмот на размислување, да се создадат понапредни производствени технологии и да се премине кон разумно, рационално управување.

Ноосферата го подразбира и животот на луѓето во свет без војни и социјални катастрофи, во свет на материјален просперитет, еколошки производи и незагадена животна средина.

Денес, идејата на Вернадски, според која човечкиот ум може да ги контролира сите процеси во биосферата, изгледа апсолутно нереална. Ју. За тоа сведочат многуте еколошки проблеми кои се појавија на нашата планета.

Голем број научници (Куражковски, 1992) веруваат дека е точно да се зборува во сегашно време за постоењето на почетните фази на развој на ноосферата, кои имаат фундаментални разлики од нејзината идна состојба. Современиот руски филозоф В. Кутирев смета дека ноосферата како хармонија е типичен пример за утопија.

Дефинирајте ја науката за екологијата.

Наведете ги главните делови од традиционалната екологија.

Кој и кога го воведе терминот „екологија“?

Кога екологијата се појави како независна дисциплина?

На кои периоди може да се подели историјата на развојот на животната средина?

Што проучува модерната екологија?

Што е „глобална еколошка криза“?

Кои се главните појави кои ја обележуваат актуелната глобална еколошка криза?

Што вклучува концептот на „природна средина“?

Од кои сфери се состои атмосферата?

Наведете ги карактеристичните карактеристики на тропосферата и стратосферата.

Во која област се наоѓа озонската обвивка?

Каков е хемискиот состав на атмосферата?

Кои се главните еколошки функции на атмосферата?

Што е „литосфера“?

Како се формира почвата?

Од кои компоненти се состои почвата?

Кои се главните еколошки функции на литосферата воопшто и на почвата особено?

Што вклучува „хидросфера“?

Кои се резервите на свежа вода на Земјата?

Наведете ги главните еколошки функции на хидросферата.

Дајте го концептот на „биосфера“.

Кои се главните карактеристики на биосферата (според Вернадски)?

Наведете ги главните квантитативни карактеристики на биосферата.

Која е главната компонента на биосферата?

Кои се карактеристиките на живата материја?

Наведете ги главните видови материја во биосферата, наведете примери.

Кои се границите на биосферата?

Дефинирајте ги концептите „производители“, „потрошувачи“, „разградувачи“.

Која е општата шема на пренос на материјата и енергијата во биосферата?

Наведете ги главните карактеристики на производителите, потрошувачите, разградувачите.

Кои хипотези постојат за потеклото на животот на Земјата?

Наведете краток опис на главните фази на еволуцијата на биосферата.

Како човечката еволуција се разликува од еволуцијата на другите живи организми?

Што е „ноосфера“?

Кој и кога го воведе концептот „ноосфера“?

Концептот на биосферата. Состав на биосферата.

Тој дел од литосферата, хидросферата и атмосферата на Земјата во кој постојат и се развиваат растенијата и живите организми се нарекува биосфера. Инаку, биосферата е школка на животот. Ја вклучува не само растителната покривка и животинската популација на планетата, сите реки и езера, водната маса на океаните, туку и почвениот слој, значителен дел од тропосферата и најгорниот слој на земјината кора - зоната на временските услови. . Практично нема области на површината на земјата каде што нема живот. Дури и во жешките и суви тропски пустини или на површината на глечерите на голема надморска височина и поларниот мраз, пронајдени се микроби и други микроорганизми.

Биосферата (од грчкиот биос - живот, сфаира - топка) е област на системска интеракција помеѓу живата и коскената материја на планетата. Тој претставува глобален екосистем - севкупноста на сите биогеоценози (екосистеми) на нашата планета.

Првите идеи за биосферата како „регион на животот“ и за надворешната обвивка на Земјата беа изразени на почетокот на 19 век од Ј. Ламарк. Во 1875 година, австрискиот геолог Е. Сус за прв пат го воведе современиот термин „биосфера“ во научната литература, што значи област на интеракција помеѓу главните обвивки на Земјата: атмосферата, хидро- и литосферата, каде што се наоѓаат живи организми.

Заслугата за создавање на интегритетот на доктрината за биосферата му припаѓа на В.И. Вернадски. Користејќи го овој термин, тој ја создаде науката за „биосферата“, го воведе концептот на „жива материја“ - севкупноста на сите живи организми, а исто така на живите организми им ја додели улогата на главната трансформативна сила на планетата Земја, земајќи ги предвид активностите на организмите не само во сегашно време, туку и во минатото. Според тоа, биосферата е целиот простор каде што постои или некогаш постоел живот, т.е. каде што се наоѓаат живи организми или производи од нивната витална активност. Тој дел од биосферата каде што се наоѓаат живите организми во сегашно време обично се нарекува модерна биосфера или необиосфера, а античките биосфери се нарекуваат поранешни биосфери, инаку палеобиосфери или мегабиосфери. Примери за второто се безживотни акумулации на органски материи (депозити на јаглен, нафта, гас, итн.) или резерви на други соединенија формирани со директно учество на живи организми (варовници, карпи од школки, формации на креда, голем број руди, и уште повеќе).

Биосферата вклучува:

· Аеробиосфера - долниот дел од атмосферата;

· Хидробиосфера - целата хидросфера;

· Литобиосфера - горните хоризонти на литосферата (цврста обвивка на земјата).

Границите на нео- и палеобиосферата се различни.

Горната граница теоретски е одредена од озонската обвивка. За необиосферата, ова е долната граница на озонската обвивка (околу 20 км), која го ублажува штетното космичко ултравиолетово зрачење на прифатливо ниво, а за палеобиосферата, ова е горната граница на истиот слој (околу 60 км). бидејќи кислородот во атмосферата на Земјата е резултат првенствено на виталната активност на вегетацијата.

Во повеќето случаи, озонската обвивка е означена како горната теоретска граница на биосферата без да се специфицираат нејзините граници.

Во пракса, максималната надморска височина на која може да постои живот е ограничена со нивото до кое остануваат позитивните температури и до кое растенијата можат да живеат. Погоре, до „снежната линија“, живеат само пајаци и некои крлежи. Уште повисоко, живите организми може да се сретнат само случајно.

На надморска височина од 7500-8000 m, друг абиотички фактор достигнува критично ниска вредност за огромното мнозинство организми - апсолутен атмосферски притисок. Од притисокот најмногу зависат птиците и летечките инсекти, кои претежно ја заземаат долната зона.

Според современите идеи, целата дебелина на Светскиот океан е целосно окупирана од животот.

Долната граница на постоење активен живот традиционално се определува со дното на океанот од 11022 m (максималната длабочина на Маријанскиот ров) и длабочината на литосферата, карактеризирана со температура од 100 степени C (околу 6000 m, според ултра-длабоки податоци за дупчење на полуостровот Кола). Во основа, животот во литосферата се дистрибуира само неколку метри длабоко, ограничен на почвениот слој.

Седиментните карпи, од кои речиси сите биле подложени на обработка од живи организми, ја дефинираат долната граница на поранешните биосфери, која, сепак, не паѓа на континентите под најголемите длабочини на океанот.

Фактори на животната средина. Нивната класификација. Опишете ги абиотските и биотските фактори.

Живите суштества се неразделни од нивната околина. Секој поединечен организам, како независен биолошки систем, постојано е во директни или индиректни врски со различни компоненти и појави на неговата околина или, со други зборови, живеалиште, што влијае на состојбата и својствата на организмот.

Животната средина е еден од основните еколошки концепти, што значи целиот спектар на елементи и услови кои го опкружуваат организмот во делот на просторот каде што живее организмот, сето она меѓу кое живее и со кое директно комуницира.

Фактор на животната средина - секој елемент на животната средина што може директно или индиректно да влијае на жив организам, барем во една од фазите на неговиот индивидуален развој, се нарекува еколошки фактор.

Факторите на животната средина се различни и секој фактор е комбинација од соодветната состојба на животната средина и нејзиниот ресурс.

Факторите на животната средина обично се поделени во две групи:

· Фактори од инертна (нежива) природа - абиотикили абиогени;

· Фактори на дивиот свет - биотски или биогени.

Од друга страна, по потекло и двете се и природни и антропогени, т.е. директно или индиректно поврзани со човековите активности, кои не само што ги менуваат режимите на природните фактори на животната средина, туку и создаваат нови преку синтетизирање на пестициди, ѓубрива, лекови итн.

Абиотски фактори.

Во абиотскиот дел од околината (во нежива природа), сите фактори првенствено можат да се поделат на физички и хемиски. Меѓутоа, за да се разбере суштината на појавите и процесите што се разгледуваат, погодно е да се претстават абиотски фактори како збир на климатски, топографски, космички фактори, како и карактеристики на составот на животната средина (водни, копнени или почвени).

До главното климатски факторивклучуваат сончева енергија, температура, врнежи и влажност, мобилност на животната средина, притисок, јонизирачко зрачење.

Енергија на сонцетосе шири во вселената во форма на електромагнетни бранови. За организмите, брановата должина на согледаното зрачење, неговиот интензитет и времетраењето на изложеноста се важни. Осветлувањето на површината на земјата значително варира во зависност од годишното време, денот, географската ширина и состојбата на атмосферата.

Поради ротацијата на Земјата, светлите и темните периоди периодично се менуваат. Цветањето, ртењето на семето кај растенијата, миграцијата, хибернацијата, размножувањето на животните и многу повеќе во природата се поврзани со должината на денот.

Температура.

На температури под нулата, живата клетка се оштетува и умира, а на високи температури ензимите се денатурираат. Огромното мнозинство на растенија и животни не можат да ги издржат негативните температури на телото. Горната граница на температурата ретко се разбира над 40-45 степени.

Температурата, како и интензитетот на светлината, зависи од географската ширина, сезоната, време од денот и изложеноста на наклонот.

Врнежи и влажност.

Водата е од суштинско значење за животот на Земјата, во еколошка смисла, таа е единствена. Под речиси идентични географски услови на Земјата, постојат и топла пустина и тропска шума. Разликата е само во годишната количина на врнежи: во првиот случај 0,2 - 200 mm, а во вториот 900 - 2000 mm.

Врнежите се тесно поврзани со влажноста на воздухот. Во приземниот слој на воздухот се формираат роса и магла, а при ниски температури паѓа мраз.

Земјените растенија добиваат вода главно од почвата. ниските врнежи, брзото одводнување, интензивното испарување или комбинацијата од овие фактори доведуваат до сушење, а вишокот на влага доведува до затрупаност и натопување на почвите.

Влажноста на воздухот како фактор на животната средина, во нејзините екстремни вредности, го подобрува ефектот на температурата врз телото.

Заситеноста на воздухот со водена пареа ретко ја достигнува својата максимална вредност. Дефицитот на влажност е разликата помеѓу максималната можна и реално постоечката заситеност на дадена температура. Ова е еден од најважните еколошки параметри, бидејќи карактеризира две количини одеднаш: температура и влажност. Колку е поголем дефицитот на влага, толку е посув и потопло, и обратно.

Режимот на врнежи е најважниот фактор што ја одредува миграцијата на загадувачите во природната средина и нивното истекување од атмосферата.

Мобилност на животната средина.

Причините за движењето на воздушните маси (ветрот) се првенствено нееднакво загревање на површината на земјата, предизвикувајќи промени на притисокот, како и ротација на Земјата. Ветерот е насочен кон потопол воздух. Ветерот е најважниот фактор за ширење на влага, семиња, спори, хемиски нечистотии итн на долги растојанија.

Притисок.

Во земјината топка има постојани области со висок и низок атмосферски притисок.

Периодично, во атмосферата се формираат области со низок притисок со моќни воздушни струи кои се движат спирално кон центарот, кои се нарекуваат циклони. Се карактеризираат со големи врнежи и нестабилно време. Спротивни природни феномени се нарекуваат антициклони. Тие се карактеризираат со стабилно време, слаб ветер и, во некои случаи, температурни инверзии. За време на антициклоните понекогаш се јавуваат неповолни метеоролошки услови кои придонесуваат за акумулација на загадувачи во површинскиот слој на атмосферата.

Јонизирачко зрачење.

Под влијание на космичкото зрачење, во атмосферата постојано се формираат нови јадра на радиоактивни атоми, од кои главни се јаглерод-14 и тритиум. Зрачната позадина на пределот е една од незаменливите компоненти на неговата клима. Сите живи суштества на Земјата биле изложени на зрачење од вселената низ историјата на постоењето и се приспособиле на тоа.

Влијанието на абиотските фактори во голема мера зависи од топографските карактеристики на областа, што може многу да ја промени и климата и карактеристиките на развојот на почвата. Главниот топографски фактор е надморската височина. Со надморска височина, просечните температури се намалуваат, дневните температурни разлики се зголемуваат, врнежите, брзината на ветерот и интензитетот на зрачење се зголемуваат, а притисокот се намалува.

Друг важен топографски фактор е изложеноста (осветлувањето) на наклонот. На северната хемисфера потопло е на јужните падини, а на јужната хемисфера потопло е на северните падини. Друг важен фактор е стрмнината на наклонот, што влијае на одводнувањето. Водата тече надолу по падините, миејќи ја почвата, намалувајќи го нејзиниот слој. Теренот е еден од главните фактори кои влијаат на преносот, дисперзијата или акумулацијата на нечистотиите во атмосферскиот воздух.

Нашата планета не е изолирана од процесите што се случуваат во вселената. Земјата периодично се судира со астероиди, се доближува до комети и е погодена од космичка прашина, супстанци од метеорит и разни видови зрачење од Сонцето и ѕвездите.

Се акумулирале многу фактори кои го потврдуваат влијанието на Вселената врз животот на Земјата.

Важни природни абиотски фактори вклучуваат пожари, кои при одредена комбинација на климатски услови доведуваат до целосно или делумно согорување на копнената вегетација.

Биотски фактори.

Сите живи суштества кои го опкружуваат организмот во неговото живеалиште ја сочинуваат биотската средина или биотата. биотските фактори се збир на влијанија на животната активност на некои организми врз други.

Односите меѓу животните, растенијата и микроорганизмите се исклучително разновидни. Главната форма на манифестација на овие врски е врските со храна на организми од различни категории, кои ја формираат основата на синџирите на исхрана, мрежите и трофичната структура на биотата.

Покрај врските со храната, се јавуваат и просторни односи меѓу растителните и животинските организми.

Биотските фактори кои влијаат на растенијата како примарни производители на органска материја се поделени на зоогени и фитогени.

Зоогени биотски фактори. Факторите кои влијаат на влијанието на животните врз вегетацијата првенствено вклучуваат јадење на целото растение или неговите поединечни органи. Јадењето гранки и пука од животни ја менува формата на круната на дрвото. Растенијата оштетени од животните добиваат заштитни средства (трње, трње), формираат вишок фитомаса и интензивно растат преостанатите лисја. Исто така, има позитивно влијание на животните врз животните процеси на растенијата, на пример, опрашување од инсекти и птици.

Фитогени биотски фактори.

Растенијата, кои доживуваат различни влијанија од соседните растенија, истовремено влијаат и самите на нив. Насекаде има преплетување и спојување на корени, се преплетуваат гранки од соседните круни на други дрвја.

Секоја растителна заедница, пак, влијае на севкупноста на абиотските карактеристики на нејзиното живеалиште.

Живите организми играат витална улога во процесите на формирање и функционирање на почвата. Пред сè, тие вклучуваат зелени растенија кои извлекуваат хранливи материи од почвата и ги враќаат назад со ткивата што умираат. Вегетацијата создава континуиран проток на пепелни елементи од подлабоките слоеви на почвата кон нејзината површина, т.е. нивната биолошка миграција.

Почвата е постојано населена со многу организми од различни групи. Движењата и дупките помагаат во мешањето и проветрувањето на почвата и го олеснуваат растот на коренот. Минувајќи низ дигестивниот тракт на црвот, на пример, почвата се дроби, минералните и органските компоненти се мешаат, а структурата на почвата се подобрува.

Во која вкупната активност на живите организми се манифестира како геохемиска сила во планетарна скала.

Биосферата е обвивка на Земјата, чиј состав, структура и енергија се одредени од вкупната активност на живите организми. Концептот на „биосферата како регион на животот“ и надворешната обвивка на Земјата датира од биологот Ламарк (1744–1829). Самиот термин биосфера е воведен од Е. Сус (1875), кој го сфатил како тенок слој на живот на површината на земјата, кој во голема мера го одредува „лицето на Земјата“. Заслугата за создавање на холистичка доктрина за биосферата му припаѓа на В.И. Вернадски. Формирањето на неговото размислување за биосферата беше под големо влијание од делата на В.В.Докучаев на почвата како природно историско тело.

Биосферата покрива дел од атмосферата до висината на озонската обвивка (20–25 km), дел од литосферата, особено атмосферската кора и целата хидросфера. Долната граница се спушта во просек 2–3 km под површината на земјата и 1–2 km под дното на океанот. Вернадски ја сметаше биосферата како област на живот, вклучувајќи, заедно со организмите, нивното живеалиште. Тој идентификуваше седум различни, но геолошки меѓусебно поврзани типови на супстанции: жива материја, биогена материја (фосилни горива, варовници итн., т.е. материја создадена и обработена од живите организми), инертна материја (формирана во процеси во кои живите организми не учествуваат ), биоинертна супстанција (создадена истовремено од живи организми и за време на процеси од неорганска природа, на пример почвата), радиоактивна супстанција, расфрлани атоми и супстанција од космичко потекло (метеорити, космичка прашина).

Извори
Користени материјали:

• Од страницата Geographer.ru.

• Јахонтова Л.К., Зверева В.П. Фактор на биосфера во хипергенезата

ENE материјал

Живата материја ги извршува следните биогеохемиски функции: гас (миграција на гасови и нивни трансформации); концентрација (акумулација од страна на живите организми на хемиски елементи од надворешната средина); редокс (хемиски трансформации на супстанции кои содржат атоми со променлива валентност - соединенија на железо, манган, елементи во трагови итн.); биохемиски и биогеохемиски функции поврзани со човековата активност (техногенеза, форма на создавање и трансформација на материјата во живот, стимулирање на транзицијата на животот во нова состојба - ноосфера). Комбинацијата на овие функции ги одредува сите хемиски трансформации во биохемијата.Еволуцијата на биологијата е дијалектички поврзана со еволуцијата на формите на живата материја (организмите и нивните заедници) и компликацијата на нејзините биохемиски функции, кои се одвиваат на позадината на геолошката историја на Земјата.

Во доктрината на биологијата се издвојуваат следните главни аспекти: енергија, која ја осветлува поврзаноста на биосферата-планетарни појави со космичкото зрачење (главно сончево) и радиоактивните процеси во утробата на земјата; биогеохемиски, што ја одразува улогата на живата материја во дистрибуцијата и однесувањето на атомите (поточно, нивните изотопи) во биогеохемијата и нејзините структури (види Биогеохемија); информативни, проучување на принципите на организација и управување спроведени во жива природа во врска со проучувањето на влијанието на живата материја врз структурата и составот на бактериите; просторновременски, опфаќајќи го формирањето и еволуцијата на различни структури на земјата во геолошко време во врска со особеностите на просторновременската организација на живата материја во земјата (проблеми со симетрија итн.); ноосферски, проучувајќи ги глобалните ефекти на човештвото врз структурата и хемијата на планетата: развој на минерални ресурси, производство на нови супстанции кои претходно не беа на планетата (на пример, чист алуминиум, железо и други метали), трансформација на биогеоценотските структури на планетата (сешумување, дренажни мочуришта, орање на девствени земјишта, создавање акумулации, загадување на водата, почвата и атмосферата со производи од економска активност, примена на ѓубрива, ерозија на почвата, пошумување, изградба на градови, брани, риболов, итн.). Влегувањето на човекот во вселената, надвор од границите на Земјата, ќе го стимулира развојот на нови аспекти на проучувањето на биосферата. Суштински аспект на доктрината на биологијата е идејата за меѓусебни односи (директни и повратни информации) и конјугирана еволуција на сите структури на биологијата. Оваа идеја ја формира основата за развојот на проблемот „биосфера и човештвото“ од страна на многу национални и меѓународни организации, научни центри и лаборатории. Овој проблем се решава со настани во кои учествуваат многу земји, на пример, Меѓународната хидролошка декада, Меѓународната биолошка програма (види Меѓународна биолошка програма) итн. Зголемениот интерес за изучување на биологијата се должи на фактот што локалното човечко влијание врз земјоделството, карактеристично за целата претходна историја, беше заменето во 20 век. неговото глобално влијание врз составот, структурата и ресурсите на Б. Нема област на копно или море на планетата каде што не се пронајдени траги од човечка активност. Еден од впечатливите примери е глобалниот исход од радиоактивните последици - производи од нуклеарни експлозии. Во атмосферата, океанот и на копното има насекаде (дури и во многу мали количини) производи од согорување на нафта, јаглен, гасови, отпад од хемиски и други индустрии, пестициди и ѓубрива однесени од полињата во процесот на ерозија на вода и ветер. Интензивното и нерационално користење на балтичките ресурси - вода, гас, биолошки итн., отежнато со трката во вооружување, тестирањето на нуклеарното оружје итн., го разби митот за бесконечноста и неисцрпноста на овие ресурси. Бројни примери на деструктивна човечка активност и, за жал, ретки примери на неговата креативна активност (вклучително и во однос на зачувувањето на природата) сведочат за релевантноста на разумното управување со земните работи од страна на интелигентното човештво, што е можно само за време на транзицијата од спонтано капиталистичко производство во планираната економија на социјалистичкото и комунистичкото општество . Природната научна основа за рационален пристап кон проблемот на „биосферата и човештвото“ - еден од најамбициозните проблеми на нашето време - е доктрината за биологија и биогеоценологија -дисциплини кои ги проучуваат општите принципи и механизми на функционирање и еволуција на заедниците на живите организми во одредени просторни и временски услови. Современата структура на биологијата е производ на долгата еволуција на многу системи со различна сложеност, постојано стремејќи се кон состојба на динамична рамнотежа. Огромно е практичното значење на доктрината на Б. Особено заинтересирани за развојот на ова учење се здравствената заштита, земјоделството и риболовот и другите гранки на човековата практика, кои почесто од другите се соочуваат со „одмазднички удари“ од Б., предизвикани од неразумната или невнимателна трансформација на природата од човекот.

Литература:

• Вернадски В.И., Избр. соч., том 5, М., 1960;
• од него, Хемиска структура на биосферата на Земјата и нејзината околина, М., 1965;
• Ковда В.А., Модерна доктрина за биосферата, „Журнал за општа биологија“, 1969 година, том 30, бр.1;
• Перелман А.И., Пејзажна геохемија, М., 1961;
• Тимофеев-Ресовски Н.В. и Тјуриуканов А.Н., За елементарните биохоролошки поделби на биосферата, „Билтен на Московското друштво на натуралисти“, 1966 година, с. 71(1);
• Хилми Г.Ф., Основи на физиката на биосферата, Ленинград, 1966 година;
• Дувињо П. и Танг М., Биосферата и местото на човекот во неа, транс. од француски, М., 1968 г.

В. А. Ковда, А. Н. Тјуриуканов.

Оваа статија или дел користи текст од Големата советска енциклопедија.

Биосфера- севкупноста на делови од земјината обвивка (лито, хидро и атмосфера), која е населена со живи организми, е под нивно влијание и е окупирана од производите на нивната витална активност. Терминот „биосфера“ е измислен од Едуард Сус во 1875 година. Тој даде голем придонес во развојот на проучувањето на биосферата

Вовед

Сегашната еколошка ситуација на нашата планета остава многу да се посакува, па затоа, пред сè, вреди да се обрне внимание на односот помеѓу човештвото и биосферата. Загадувањето на биосферата е основната причина за болеста и прераната смрт. Главната задача на нашето време е да спречиме неповратни промени поврзани со загадувањето на животната средина. Општеството постојано се развива, но заедно со напредокот, расте и квантитативната и квалитативната природа на загадувањето на биосферата. Човештвото како целина, а не поединечни земји, мора да се погрижи да создаде систем за заштита на животната средина, инаку едноставно ќе мора да живеете во скафандер.

Концептот на „биосфера“

Значително различна идеја за биосферата беше формулирана во 1875 година од австрискиот геолог Е. Сус. Во монографијата „Потеклото на Алпите“ тој зборува за „независна биосфера“ како посебна обвивка на Земјата формирана од живи организми. Во последното поглавје од големото тритомно дело „Лицето на земјата“ (1909), овој автор пишува дека концептот „биосфера“ настанал како последица на идеите на Ј. Ламарк и Чарлс Дарвин за единството на органскиот свет.

Почетокот на биолошкиот концепт на биосферата, како збирка на организми кои ја населуваат Земјата, како жива обвивка на планетата, датира од делата на Сус. Ова гледиште го делат многу руски географи, на пример Н.М. Француските научници E. Leroy (1927) и P. Teilhard de Chardin (1965, 1969) исто така ја зедоа дефиницијата на Suess како основа, но ја толкуваа во идеалистичка смисла. Според Теилхард, биосферата - жив слој на планетата - е една од фазите на инкарнација на Бога.

Идејата на Сус за биосферата како посебна обвивка на земјата ја користеше и В.И. Вернадски (1926), откако, сепак, инвестираше во неа значително различна, биогеохемиска содржина. Биосферата, според Вернадски, е област на дистрибуција на животот, која ги вклучува, заедно со организмите, нивното живеалиште. Теилхард де Шарден, во Збирката на написи „Иднината на човекот“ (1969), го изрази своето несогласување со таквото толкување, што јасно е во спротивност со неговиот идеалистички концепт на еволуција.

Развојот на биогеохемискиот концепт на биосферата беше тесно поврзан со практичните активности на В.И. Вернадски во Комисијата на Академијата на науките за проучување на природните производствени сили на Русија (почеток на 1915 година).

Почетоците на оваа идеја може да се најдат веќе во изјавите на научниците од 17 и 18 век. , во книгата „Космос“ од А. Хумболт и Докучаев.

Во моментов, и двете сфаќања за биосферата, според Сус и според Вернадски, постојат. Н.В. Тимофеев-Ресовски предлага да се зборува за биосферата во тесна и широка смисла. Се чини дека е посоодветно да се користи овој концепт, ставајќи го во него значењето дадено од Вернадски - областа на дистрибуција на животот, користејќи за биосферата во „тесна смисла“ изразите: „тоталитет на организми“, „филм на животот“. „, „жива покривка на Земјата“, „биота“, „биос“.

Горната граница на биосферата, според Вернадски (1965), поминува на надморска височина од 15-20 км, покривајќи ја целата тропосфера и долниот дел од стратосферата: озонот се наоѓа на половите во слој од 8-30 км. , во тропските предели 15-35 км. Одоздола, Биосферата е ограничена со седименти на дното на океаните (на длабочина од над 10 km) и длабочината на пенетрација на организмите и течната вода во утробата на Земјата. Основната литосфера, горната стратосфера, јоносферата и вселената служат како средина за биосферата. Главниот извор на енергија што го обезбедува функционирањето на биосферата е зрачната енергија на Сонцето.

Така, биосферата е специјална термодинамичка отворена обвивка на Земјата, чија материја, енергија и организација се одредуваат со интеракцијата на нејзините биотски и абиотски компоненти. Затоа го вклучува целокупноста на организмите и нивните остатоци, како и делови од атмосферата, хидросферата и литосферата населени со организми и модифицирани од нивните активности.

Најважната функција на биосферата е редовното, со текот на времето, рекреација на живата материја по број, тежина и количина на акумулирана и задржана енергија. Човекот ја доживува оваа функција како биолошка продуктивност на биосферата, нејзините делови (океан, почва, свежа вода) или нејзините поединечни екосистеми и биогеоценози (делти, ливади, тајга, житни полиња итн.).

Концептот на биосферата. Проучувањето на различноста на формите на органскиот свет и шемите на неговиот развој нема да биде целосно без разбирање на местото и улогата на живите организми воопшто на целата планета Земја.

Терминот „биосфера“ бил предложен во 1875 година од австрискиот геолог Едуард Сус (1831-1914), но тој не ја дал неговата точна дефиниција. Половина век подоцна, рускиот геохемичар В.И. Вернадски (1863-1945) ја создал доктрината за биосферата, чиишто главни одредби ги навел во мала брошура објавена во 1926 година со наслов „Биосфера“. ВО И. Вернадски ја нарече биосферата обвивка на Земјата, чија главна улога во формирањето им припаѓа на живите организми.

Живата материја е главната биогеохемиска сила во биосферата. Главната компонента на биосферата е живата материја - севкупноста на сите живи организми на планетата, изразена нумерички во елементарен хемиски состав, маса и енергија. Оваа супстанца е геохемиски исклучително активна, бидејќи за време на процесите на исхрана, дишење, екскреција и репродукција, таа е тесно поврзана со животната средина, поради што речиси сите хемиски елементи минуваат низ биогеохемиската врска во генералниот синџир на трансформации. Така, животната активност на организмите е длабок и моќен геолошки процес од планетарна природа. Миграцијата на хемиските елементи од телото кон околината и назад не запира ниту една секунда. Оваа миграција ќе беше невозможна доколку елементарниот хемиски состав на организмите не беше блиску до хемискиот состав на земјината кора. ВО И. Вернадски напишал: „Организмот се занимава со средина на која не само што е прилагоден, туку и која е прилагодена на неа“.

Благодарение на зелените растенија кои го спроведуваат процесот на фотосинтеза, во биосферата се создаваат сложени молекули на органски материи. Енергијата содржана во нив се користи за витални процеси од страна на хетеротрофните организми. Ова е космичката функција на зелените растенија од биосферата. Без жива материја, работата на сончевиот зрак ќе се сведе само на движење на гасовити, течни и цврсти тела низ површината на планетата и нивно привремено загревање. Живата материја делува како џиновска батерија и уникатен трансформатор на врзана зрачна енергија од Сонцето. Сончевата енергија без жива материја не би извршила креативна активност на Земјата, бидејќи не може ниту да остане на неа ниту да се трансформира во енергија неопходна за ова.

Сончевата енергија е заробена првенствено од растенијата. Но, целата жива материја учествува во задржувањето и трансформирањето на енергијата на Сонцето содржана во нив, придвижувајќи ја низ површината, како и од надворешните кон подлабоките слоеви на планетата. Овој процес се изведува преку репродукција, последователен раст и движење на организмите. Стапката на репродукција, според В.И. Вернадски, е стапката на пренос на геохемиска енергија во биосферата.

Елементарната структурна и функционална единица на биосферата е биогеоценоза. Во биогеоценозата организмите и нивното живеалиште се тесно меѓусебно прилагодени едни на други и благодарение на тоа се спроведува биолошкиот циклус на супстанции - основата на бесконечноста на животот

на планетата. Во текот на биолошкиот циклус, ограничените резерви на хемиски супстанции стануваат бесконечни, бидејќи тие се во континуирана кружна циркулација. Затоа, циркулацијата на супстанциите во форма на биогеохемиски циклуси е неопходен услов за постоење на биосферата. Целиот циклус на супстанции во биосферата се јавува благодарение на еден извор на енергија - Сонцето. Воспоставена е блиска врска помеѓу количината на сончева енергија што влегува во планетата и количината на произведена жива материја. Така, како резултат на долгогодишно истражување на научници од различни земји, беше можно да се пресмета дека приближно 150-200 милијарди тони сува органска материја се формираат секоја година во биосферата.

Така, создавањето на доктрината за биосферата беше важно достигнување на човештвото. За прв пат, живата природа почна да се гледа како интегрален систем кој тесно комуницира со абиотската средина. ВО И. Вернадски ги постави темелите на современите научни идеи за планетарното и космичкото значење на животот, за меѓусебната поврзаност и интеракцијата на живата и неживата природа.

Обемот на биосферата. На планетата Земја, постојат неколку геосфери во кои постои живот (сл. 7.2).

Атмосферата е воздушната обвивка на Земјата. Со висина, густината на воздухот брзо се намалува: 75% од масата на атмосферата е концентрирана во слој до 10 km, 90% - до 15 km, 99% - до 30 km, 99,9% - до 50 km . Воздухот, без влага и цврсти нечистотии, се состои од азот (78,1%), кислород (21%), аргон (0,9%), јаглерод диоксид (околу 0,03%) и мали количини на некои други гасови.

Големо влијание врз состојбата на атмосферата, т.е. Формирањето на времето и климата го играат разни нечистотии - променливи компоненти на атмосферата. Најважна од нив е водата која во форма на водена пареа се содржи во долниот 20-километарски слој на атмосферата. Водената пареа, заедно со јаглерод диоксид, метан и некои други нечистотии, учествува во загревањето на внатрешните слоеви на атмосферата (т.н. ефект на стаклена градина). Ова се должи на способноста на атмосферата да пренесува сончево зрачење на површината на Земјата и да го апсорбира топлинското зрачење што се рефлектира од неа. Поради ефектот на стаклена градина, температурата во атмосферата се зголемува со намалување на надморската височина, а нејзините долни слоеви стануваат топли.

Регионот на биосферата се протега само во долниот слој на атмосферата - тропосферата (од грчки тропос - промена). Висината на тропосферата варира од 8-10 km на поларни географски широчини до 16-18 km на екваторот. Над тропосферата се наоѓа стратосферата (од латински stratum - слој) со висина од 100 km. Во него, на надморска височина од 15-25 km, слободниот кислород под влијание на сончевото зрачење се претвора во озон (O 2 -> O 3), кој, формирајќи екран, апсорбира ултравиолетово зрачење со краток бран, што е штетно за живи организми.

Литосфера (од грчкиот lithos - камен) е надворешната тврда обвивка на планетата. Во него има два слоја: горниот е слој од седиментни карпи со гранит, а долниот е базалт. Слоевите се нерамномерно распоредени, па на некои места гранитот излегува на површина. Границата на дистрибуција на живата материја во литосферата не паѓа под 3-4 km. На оваа длабочина може да се најдат само анаеробни бактерии. Најголема густина на живата материја во литосферата е забележана во површинскиот слој на земјината кора - почвата.

Хидросферата е севкупност на водите на океаните, морињата, езерата, реките, подземните води и ледените површини. Хидросферата ја формира дисконтинуираната водена обвивка на планетата. Најголемиот дел од водата е концентрирана во Светскиот океан, чија просечна длабочина е 3,8 km, максималната (Марински ров на Тихиот Океан) е 11.034 km. Мал дел од хидросферата е претставена со свежа вода.

Живите организми ја населуваат целата дебелина на хидросферата до нејзините максимални длабочини, но нивната најголема густина се јавува во површинските слоеви и крајбрежните области, загреани и осветлени од сонцето. Зоните на директен контакт и активна интеракција на литосферата, атмосферата и хидросферата се најгусто населени со живи организми, бидејќи на овие места се создаваат најповолни услови за живот - оптимална температура, влажност, присуство на кислород и хемиски елементи неопходни за животот на организмите.

Просторна хетерогеност на биосферата. Условите за живот на организмите во биосферата се исклучително разновидни. Тие се разликуваат особено во копнените и водните средини. Затоа, се разликуваат континенталните и океанските делови на биосферата.

Континенталниот дел од биосферата - копно - зафаќа 148 милиони km 2, или 29% од вкупната површина на планетата. Неговата особеност е екстремната хетерогеност, изразена во присуство на географска и висинска зона.

Географското зонирање се одредува според сферичноста на нашата планета и наклонот на нејзината оска на ротација, како резултат на што површината на земјата е нееднакво обезбедена со топлина и влага. Тропските и суптропските зони примаат најголема количина на топлина, поларните зони примаат најмалку. Постои голема разлика во обезбедувањето на различни површини со влага. На пример, тундрата се карактеризира со вишок, а пустините - недостаток на атмосферски врнежи; регионите со умерени географски широчини се карактеризираат со просечни вредности на водоснабдување.

Висинската пејзажна зона на континенталниот дел од биосферата се формира поради фактот што како што се зголемува надморската височина на областа, воздухот станува поретки, со помалку кислород, јаглерод диоксид и водена пареа, а неговата температура се намалува. Поради недостаток на јаглерод диоксид и влага, се нарушува нормалниот тек на фотосинтезата, па повисоките растенија не растат на надморска височина над 6 илјади m.

Океанскиот дел од биосферата зафаќа 361 милиони km 2, или 71% од површината на планетата. Одредувачки фактори за животот на организмите во неа се составот на сол и гас на водата, содржината на хранливи материи, длабочината и подвижноста на водата. Овој дел од биосферата се карактеризира и со зонирање. Во однос на условите за живеење, поларните и екваторијално-тропските зони на хидросферата, како и нејзиниот површински дел осветлен од сонцето и длабоката зона каде сончевата светлина не продира, особено се разликуваат една од друга. Најповолна за развој на животот во хидросферата е мала крајбрежна зона (8%) - полицата, која е добро осветлена и загреана од сончевите зраци и е обезбедена со доволно количество минерални нутриционистички елементи кои доаѓаат од долните седименти. и површината на земјата. Поголемиот дел од површината на дното на Светскиот океан се наоѓа на длабочини од повеќе од 4000 m, а околу една четвртина од површината е на длабочини од повеќе од 5000 m. Температурата овде е ниска (од 0,5 до 4 ° C) прилично константна. Светлината не продира во оваа област. На морското дно се акумулираат органски остатоци во вид на тиња и други седименти.

Распределба на живата материја во биосферата. Биомасата на живата материја на производителите (зелени растенија) и потрошувачите (животни и микроорганизми) во океанските и континенталните делови на биосферата е дадена во Табела 7.1.

Податоците претставени во табелата покажуваат дека најголемиот дел од живата материја од биосферата (над 99,8%) е концентрирана на континентите. Придонесот на океаносферата во вкупната биомаса е само 0,13%.

Биомаса на организми на Земјата (сува материја)

Биомаса на жива материја

Организми од континенталниот дел, океански дел милијарди тони % милијарди тони %

Зелени растенија 2400,0 99,2 0,2 ​​6,3

Животни и микроорганизми 20,0 0,8 3,0 93,7

Вкупно: 2420,0 100,0 3,2 100,0

На континентите преовладува живата материја на растенијата (99,2%), во океаните - животните (93,7%). Сепак, споредувајќи ги нивните апсолутни вредности (2400 милијарди тони и 3 милијарди тони, соодветно), можеме да кажеме дека живата материја на планетата е претежно претставена со зелени растенија. Биомасата на организмите кои не се способни за фотосинтеза е помала од 1%.

И покрај фактот дека биомасата на копнените растенија во апсолутна вредност е три реда на големина поголема од онаа на океанските растенија, стапката на раст на биомасата по единица време за океанските растенија (алгите) е многу повисока (Табела 7.2).

Односот на вкупното годишно производство (P) до количината на биомаса (B) во некои растителни заедници на копно и океан

Растителни заедници P/B годишно

Вудива вегетација на шуми 0,018

Вегетација на ливади, степи, обработливо земјиште 0,670

Комплекс на растенија на езера и реки 14.0

Морски фитопланктон 150,0

Интензивната поделба на микроскопските фитопланктонски клетки, нивниот брз раст и краткото времетраење на постоење придонесуваат за брз промет на океанската фитомаса, што во просек се случува за 1-3 дена, додека за целосно обновување на копнената вегетација потребни се 50 или повеќе години. Затоа, и покрај малата количина на океанска фитомаса, неговото годишно вкупно производство е споредливо со производството на копнени растенија.

Секоја година, околу 150 милијарди тони сува органска материја се формираат во биосферата преку процесот на фотосинтеза. Во континенталниот дел на биосферата, најпродуктивни се тропските и суптропските шуми, во океанскиот дел - утоките (речните усти се шират кон морето) и гребените, како и зоните на надојдени длабоки води - издигнување. Ниската продуктивност на растенијата е типична за отворен океан, пустини и тундра.

Биосферата е област на дистрибуција на живи организми на планетата Земја. Виталната активност на организмите е придружена со вклучување на различни хемиски елементи во составот на нивното тело, кои им се потребни за да изградат свои органски молекули. Како резултат на тоа, се формира моќен проток на хемиски елементи помеѓу целата жива материја на планетата и нејзиното живеалиште. По смртта на организмите и распаѓањето на нивните тела до минерални елементи, супстанцијата се враќа во надворешната средина. Така настанува континуираната циркулација на материи - неопходен услов за одржување на континуитетот на животот. Најголемата маса на живи организми е концентрирана на границата на контакт помеѓу литосферата, атмосферата и хидросферата. Во однос на биомасата, потрошувачите доминираат во океанот, додека производителите доминираат на копно. На нашата планета нема поактивна и геохемиски помоќна супстанција од живата материја.